JPH08184498A - 赤外線温度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 赤外線を用いた温度測定装置において、対象
物以外の熱源（太陽）から放射される赤外線の影響をで
きるだけ受けないようにする。 【構成】 対象物から放射されると予想される赤外線の
波長範囲である予想波長範囲のうち長波長側帯域の赤外
線ＬＷを検出する長波長側検出手段６と、長波長側帯域
よりも短波長側帯域の赤外線ＳＷを検出する短波長側検
出手段７とを有し、短波長側検出手段７により検出され
た赤外線の放射強度が、長波長側検出手段６により検出
された赤外線の放射強度よりも小さいとき又はこれより
も大きいがこれらの差が所定レベル以下であるときは、
検出された赤外線に基づいて対象物の温度を測定し、短
波長側検出手段７により検出された赤外線の放射強度が
長波長側検出手段６により検出された赤外線の放射強度
よりも所定レベルを超えて大きいときは、太陽から放射
される赤外線の影響を加味した処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、対象物から放射される
赤外線を利用してこの対象物の温度を測定する赤外線温
度測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記赤外線温度測定装置は、赤外線を検
出する赤外線センサ又は赤外線カメラを有し、この赤外
線センサ等により検出された赤外線に基づいて対象物の
温度を測定し、数値により又は色別け映像として表示す
る。このような赤外線温度測定装置は、対象物に非接触
でこの対象物の温度を測定できるものとして多くの分野
で用いられており、例えば、配電関連分野では、電柱上
に取り付けられた配電設備の温度を測定し、異常な発熱
を検出することによって配電設備の不具合を早期に発見
できる設備点検装置として用いられている。特に、点検
対象となる配電設備の温度分布を色分け映像により表示
できるようにしたものでは、配電設備中の一部の発熱部
分を容易に特定することができる等、利用価値が大き
い。

【０００３】このような赤外線温度測定装置を用いて対
象物の温度測定を行う場合には、対象物以外の熱源から
放射される赤外線の影響に注意する必要がある。特に、
配電設備のように屋外にある対象物の温度を測定しよう
とする場合には、上記熱源としての太陽から放射される
赤外線が最も問題となる。即ち、太陽から放射される赤
外線の強度は非常に大きいため、この影響を受けると正
確な温度測定や温度分布の表示ができなくなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような場合に、セ
ンサ等に直接太陽光が入射しないよう配慮することは比
較的容易である。しかしながら、対象物に当たって反射
した太陽光がセンサ等に入射しないように配慮すること
までは困難である。このため、赤外線温度測定装置を用
いた屋外での温度測定作業は、太陽光の影響を受ける心
配のない夜間にしか行えないのが実情であった。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、対象物以外の熱源（太陽）から放射され
る赤外線の影響をできるだけ受けずに対象物の温度測定
を行えるようにした赤外線温度測定装置を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、本発明では、対象物から放射されると予想
される赤外線の波長範囲である予想波長範囲のうち長波
長側の帯域の赤外線を検出する長波長側検出手段と、予
想波長範囲のうち長波長側帯域よりも短波長側の帯域の
赤外線を検出する短波長側検出手段と、短波長側検出手
段により検出された赤外線の放射強度が、長波長側検出
手段により検出された赤外線の放射強度よりも小さいと
き又はこれよりも大きいがこれらの差が所定レベル以下
であるときは、各検出手段により検出された赤外線に基
づいて対象物の温度を測定し、短波長側検出手段により
検出された赤外線の放射強度が、長波長側検出手段によ
り検出された赤外線の放射強度よりも所定レベルを超え
て大きいときは、対象物以外の熱源の影響があると判断
し、この熱源の影響を加味した処理を行う測定処理手段
とから赤外線温度測定装置を構成している。

【０００７】なお、上記長波長側帯域は、予想波長範囲
のうち赤外線の放射強度がほぼ最大となる波長帯域とす
るのが望ましい。

【０００８】

【作用】対象物以外の熱源の代表例である太陽から放射
される赤外線（太陽光赤外線）の放射強度は、波長が短
いほど大きい（波長が長いほど小さい）ため、短波長側
帯域の放射強度の方が長波長側帯域の放射強度に比べて
太陽光赤外線の影響を大きく受ける。したがって、検出
された短波長側帯域の放射強度が長波長側帯域の放射強
度を所定レベルを超えて上回っているようなときは、明
らかに太陽光赤外線も両検出手段に検出されていると考
えられる。このような場合は、測定処理手段によって、
太陽光赤外線の影響ありと判断し、この影響を加味した
処理、例えば、検出された赤外線の放射強度を適当に引
き下げて対象物の温度を測定するとか、測定結果を表示
するときに太陽光赤外線の影響がある旨の表示を行うと
かの処理を行う。これにより、例えば、対象物に当たっ
て反射した太陽光の影響によって高温であると測定さ
れ、誤解を招くことを防止することができる。

【０００９】なお、短波長側検出手段により検出された
赤外線の放射強度が、長波長側検出手段により検出され
た赤外線の放射強度よりも小さいとき又はこれよりも大
きいがこれらの差が所定レベル以下であるときは、太陽
光赤外線の影響を受けていないか受けていてもさほど大
きな影響ではないと考えられるので、各検出手段により
検出された赤外線に基づいて対象物の温度を測定する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例について図面
を参照しながら説明する。図１には、本発明に係る赤外
線温度測定装置を備えた地上監視型設備点検車を示して
いる。この点検車の車体１内の中央部には、上下方向に
伸縮自在な支持ポール５が立設されており、この支持ポ
ール５の上端には方向制御自在なカメラ用雲台４が取り
付けられている。また、車体１内には、上記赤外線温度
測定装置の操作を行って、図示しない電柱上に取り付け
られた配電設備（対象物）における発熱の有無を点検す
る点検員用のシート２が設けられている。さらに、車体
１の屋根には、支持ポール５を屋根の上方に突出させる
ことができるように開口が形成されており、この開口を
開閉するためのスライドルーフ３も取り付けられてい
る。なお、車体１の前側下部には、上記赤外線温度測定
装置に作動電力を供給する発電機（オルタネータ）Ａが
取り付けられており、この発電機Ａはベルト１０を介し
て車両の走行用エンジンＥによって駆動される。

【００１１】そして、本発明の赤外線温度測定装置は、
横に並んでカメラ用雲台４に取り付けられた長波長側赤
外線カメラ（長波長側検出手段）６および短波長側赤外
線カメラ（短波長側検出手段）７と、車体１内の前部に
取り付けられた測定処理ユニット８およびディスプレイ
９とから構成されている。各赤外線カメラ６，７は、図
２に示すように、レンズ等からなる光学系６ａ，７ａ
と、赤外線センサ６ｂ，７ｂと、一定の測定対象面内の
走査を行う走査機構とから構成されている。

【００１２】両赤外線センサ６ｂ，７ｂはそれぞれ、特
定の波長帯域の赤外線を検出できる。ただし、長波長側
赤外線カメラ６に取り付けられた赤外線センサ（以下、
長波長側赤外線センサという）６ｂと短波長側赤外線カ
メラ６に取り付けられた赤外線センサ（以下、短波長側
赤外線センサという）７ｂとでは、検出できる波長帯域
が異なっているので、このことについて図３を用いて説
明する。

【００１３】図３は、太陽光に含まれる赤外線の放射強
度と、予想される最高温度を有した場合の配電設備およ
び予想される最低温度を有した場合の配電設備からそれ
ぞれ放射される赤外線の放射強度とを波長ごとに概念的
に表したものである。この配電設備から放射されると予
想される赤外線の波長範囲（予想波長範囲）は赤外線の
全波長範囲（約７８０ｎｍ〜約１ｍｍ）より狭くなって
おり、配電設備から放射されると予想される赤外線の放
射強度は予想波長範囲のほぼ中央の帯域にて最大とな
る。

【００１４】そして、長波長側赤外線センサ６ｂの検出
帯域を、図３中に長波長側帯域として示す帯域、即ち、
予想波長範囲のうちほぼ中央に位置する帯域に設定す
る。したがって、長波長側赤外線センサ６ｂは、上記最
高・最低温度間にある配電設備から放射される赤外線の
うちほぼ最大放射強度を有するもの（長波長赤外線Ｌ
Ｗ）を検出する。一方、短波長側赤外線センサ６ｂの検
出帯域を、図３中に短波長側帯域として示す帯域、即
ち、予想波長範囲のうち上記長波長側帯域よりも短波長
側に位置する帯域に設定する。したがって、短波長側赤
外線センサ７ｂは、上記最高・最低温度間にある配電設
備から放射される赤外線のうち最大放射強度よりも小さ
い放射強度を有するもの（短波長赤外線ＳＷ）を検出す
る。両赤外線センサ６ｂ，７ｂはそれぞれ、検出した赤
外線の放射強度に応じた検出信号（電気信号）を出力す
る。

【００１５】なお、太陽光から放射される赤外線は、大
気中の水蒸気，炭酸ガス，オゾン等の成分に吸収され易
い波長帯域を有する。このため、そのような吸収率の大
きい波長帯域との関係をも考慮して、各センサ６ｂ，７
ｂの検出帯域を設定するのが望ましい。

【００１６】測定処理ユニット８は、長波長側赤外線セ
ンサ６ｂから出力された検出信号の信号レベル（以下、
長波長側信号レベルという）と、短波長側赤外線センサ
７ｂから出力された検出信号の信号レベル（以下、短波
長側信号レベルという）とを比較する。図４（Ａ）には
１回の走査（例えば、横方向の走査）の間に両センサ６
ｂ，７ｂから出力される信号のレベルを概念的に示して
いる。そして、処理ユニット８は、この図中に矢印Ａで
示した部分のように、短波長側信号レベルＳが長波長側
信号レベルＬよりも小さい場合、又は図示はしないが短
波長側信号レベルＳが長波長側信号レベルＬよりも大き
いがその差が所定レベルＨ以下の場合は、長波長側赤外
線センサ６ｂおよび短波長側赤外線センサ７ｂから出力
された検出信号（即ち、赤外線の放射強度）に基づいて
画像信号を作る。

【００１７】一方、図４（Ａ）に矢印Ｂで示すように短
波長側信号レベルＳが長波長側信号レベルＬよりも所定
レベルＨを超えて大きい場合は、太陽光の影響があると
判断し、この影響を加味した処理、ここでは、両センサ
６ｂ，７ｂから出力された検出信号のレベルを適当なレ
ベルだけ下げて画像信号を作るという処理を行う。

【００１８】ディスプレイ９は、処理ユニット８から送
られてきた画像信号を画面に映像として表示する。この
映像は、赤外線映像であり、対象物の温度分布を色分け
表示する。このため、この映像を見れば、対象物の温度
分布を観察することができ、発熱箇所を発見することが
できる。

【００１９】このように構成された赤外線温度測定装置
を用いて太陽が出ている昼間に配電設備の発熱の有無を
点検する場合には、直接太陽光が赤外線カメラ６，７に
入射しないよう配慮するのであるが、配電設備に反射し
た太陽光が赤外線カメラ６，７に入射した場合に、この
太陽光に含まれる赤外線（以下、太陽光赤外線という）
の影響が問題となる。ここで、太陽光赤外線の放射強度
は、図３に示すように、配電設備から放射されると予想
される赤外線の放射強度に比べてかなり強い。ただし、
波長が長くなるほど放射強度が小さくなる傾向がある。
このため、短波長側センサ７ｂの方が、長波長側センサ
６ｂよりも太陽光赤外線の影響を受け易いと言える。

【００２０】両センサ６ｂ，７ｂに入射する赤外線が純
粋に配電設備から放射されたものだけであれば、前述し
た検出波長帯域とその帯域における赤外線の放射強度と
の関係から、図４（Ａ）に矢印Ａで示す部分のように長
波長側信号レベルＬが短波長側信号レベルＳよりも大き
くなる。したがって、この部分で配電設備が発熱してい
る場合は、ディスプレイ９には、図４（Ｂ）に矢印Ａで
示す部分のように、正確にその発熱状態が表示される。

【００２１】また、太陽光赤外線の影響を若干受けてい
るに過ぎない場合は、本来小さいはずの短波長側信号レ
ベルＳが長波長側信号レベルＬよりも大きくなり得る
が、その差は所定レベル以内に留まる。この場合にディ
スプレイ９に表示される温度は、ほぼ正確と判断しても
差し支えない。

【００２２】太陽光赤外線の影響を大きく受けている場
合は、図４（Ａ）に矢印Ｂで示す部分のように短波長側
信号レベルＳが長波長側信号レベルＬよりも所定レベル
Ｈを超えて大きくなる。しかも、長波長側信号レベルＬ
も、太陽光赤外線の影響によって高くなる。仮に、この
ままこれら信号レベルに対応して画像信号を作りディス
プレイ９に表示させたのでは、発熱していない部分を発
熱部分と誤解するおそれがある。しかし、本装置では、
前述した太陽光の影響を加味した処理によって、例え
ば、図４（Ｂ）に矢印Ｂで示す部分のように、周囲の温
度に近い温度表示がなされる。これにより、点検者は、
太陽光の影響を受けることなく、発熱部分を正確に知る
ことができる。

【００２３】なお、上記実施例では、対象物の温度分布
を色分け映像により表示する赤外線温度測定装置につい
て説明したが、本発明の赤外線温度測定装置はこれに限
られるものではなく、温度を数字により表示するもので
もよい。また、上記実施例では検出波長帯域が互いに異
なる２つのセンサ（カメラ）を用いたが、本発明の赤外
線温度測定装置はこれに限られるものではなく、広い検
出可能波長帯域を有する１つのセンサと、この波長帯域
を長短部分で分割するフィルターのようなものとを組み
合わせて用いてもよい。さらに、上記実施例では、測定
処理ユニットによる処理として、センサからの検出信号
レベルを適宜下げる処理を行ったが、本発明の赤外線温
度測定装置では、このような処理に限らず、例えば、温
度表示とともに太陽光の影響がある旨の表示を行う処理
でもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の赤外線温
度測定装置では、対象物以外の熱源（主として太陽）か
ら放射される赤外線の影響を受け易い短波長側帯域にお
ける赤外線の放射強度と、比較的影響を受けにくい長波
長側帯域における赤外線の放射強度とを比較して、上記
熱源の影響の有無およびその大小を知り、上記熱源の影
響を大きく受けている場合は、その影響を加味した処理
を行うようにしている。このため、従来太陽光の影響を
受けるために夜間でしか行えなかった屋外対象物の温度
測定を、昼間にも行うことができる。これにより、例え
ば、電力需要が大きい昼間に配電設備の点検を行うこと
ができるというように、赤外線温度測定装置の利用価値
を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る赤外線温度測定装置を備えた設備
点検車の斜視図である。

【図２】上記赤外線温度測定装置の構成図である。

【図３】太陽光から放射される赤外線の放射強度と対象
物から放射される赤外線の放射強度と概念的に表したグ
ラフ図である。

【図４】上記赤外線温度測定装置の検出手段から出力さ
れる信号レベルを概念的に表したグラフ図である。

【符号の説明】

６ 長波長側赤外線カメラ ７ 短波長側赤外線カメラ ８ 処理ユニット ９ ディスプレイ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象物から放射される赤外線を利用して
   前記対象物の温度を測定する赤外線温度測定装置であっ
   て、 前記対象物から放射されると予想される赤外線の波長範
   囲である予想波長範囲のうち長波長側の帯域の赤外線を
   検出する長波長側検出手段と、 前記予想波長範囲のうち前記長波長側帯域よりも短波長
   側の帯域の赤外線を検出する短波長側検出手段と、 前記短波長側検出手段によって検出された赤外線の放射
   強度が、前記長波長側検出手段によって検出された赤外
   線の放射強度よりも小さいとき又は前記長波長側検出手
   段によって検出された赤外線の放射強度よりも大きいが
   これらの差が所定レベル以下であるときは、前記各検出
   手段によって検出された赤外線に基づいて前記対象物の
   温度を測定し、前記短波長側検出手段によって検出され
   た赤外線の放射強度が、前記長波長側検出手段によって
   検出された赤外線の放射強度よりも前記所定レベルを超
   えて大きいときは、前記対象物以外の熱源の影響がある
   と判断し、この熱源の影響を加味した処理を行う測定処
   理手段とから構成されることを特徴とする赤外線温度測
   定装置。
2. 【請求項２】 前記長波長側帯域が、前記予想波長範囲
   のうち赤外線の放射強度がほぼ最大となる波長帯域であ
   ることを特徴とする請求項１に記載の赤外線温度測定装
   置。